CN104160073A - 增强暖身效果的聚酰胺织物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于制作服装制品的聚酰胺纱线和织物，所述服装制品具有除臭效果并且加强对穿着者皮肤的保暖和干燥。

Description

增强暖身效果的聚酰胺织物
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺纱线和织物，并涉及由其制造的制品，它们对于穿着者的皮肤具有除臭效果并加强保暖和干燥。
背景技术
聚酰胺纱线是纺织工业中最广泛使用的纤维之一，全球年产量为约4百万吨。聚酰胺纱线，例如尼龙6或尼龙66，用于针织和编织中，可高效地形成高品质且时尚的服装。如聚酰胺等合成纤维的制造采用熔纺工艺，在此过程中，熔融的聚合物在高温和恒定速率下被挤出通过喷丝板并进入较冷的环境中，于该处固化成单纤维。纺丝室中形成的单个的单纤维结合成复丝连续纱线，其被缠绕在梭芯上。诸多因素影响着工艺设计，其中包括：纺织品生产过程中的所有中间体的可加工性、设备磨损、一般费用以及环境和安全方面的考虑。特别考虑的有熔体粘度、剩料的再利用、中间体的染色性、纺丝或针织过程中中间体的稳定性、最终产品的设计等。可以使用多种添加剂来调整中间体和最终产品的物理、化学和美学性质。在聚合物纱线领域，一直在寻求改性方法，其目的不仅在于改进诸如机械强度和表面外观等物理性质，还在于改进纺织材料对穿着者皮肤造成的感觉。然而，改进一个特征往往会引起其他特征变差；例如，当包含新型添加剂时，会产生例如材料附着在设备上或气体形成等工艺问题。在复杂的工艺中，在制备聚合物阶段与完成纺织品阶段之间任一处引起的任何改变都可能导致不可预料的后果。本发明的一个目的是提供一种聚酰胺纱线，所述聚酰胺纱线将使穿着者的皮肤保持温暖的感觉，这将能够实现良好的干燥，并且将具有除臭能力，从而为穿着者在寒冷环境中提供舒适感。US 8,069,496描述了一种衣物制品，所述衣物制品通过并入活性炭而被赋予吸味性。CN202064124U描述了一种包含聚合物和碳纤维的保暖毯。本发明的另一目的是提供一种织物，所述织物将使暴露于更低外界温度的穿着者的皮肤感到温暖和干燥，所述织物包含一种聚酰胺纤维和一种碳粉。
本发明的另一目的是提供一种聚酰胺纱线，所述聚酰胺纱线将使暴露于更低外界温度的穿着者的皮肤感到温暖，所述纱线还能够使皮肤干燥并具有除臭效果。
本发明的另一目的是提供一种制造聚酰胺纱线的方法，所述聚酰胺纱线将使暴露于更低外界温度的穿着者的皮肤感到温暖，所述纱线还能够使皮肤干燥并具有除臭效果，且不损害聚酰胺纱线和织物的其他物理性质。
本发明的另一目的是提供一种制造聚酰胺织物的方法，所述聚酰胺织物可高效地在寒冷环境中保持适当的皮肤温度，同时具有除臭效果并使穿着者保持舒适。
随着说明的进行，本发明的其他目的和优点将显现出来。
发明内容
本发明提供一种纱线，所述纱线用于制造具有保暖性和除臭性的织物，所述纱线包含：i)聚酰胺(PA)；ii)咖啡碳(CC)；和iii)无机添加剂。所述聚酰胺优选为尼龙66。所述CC源于碳化的咖啡壳。所述无机添加剂包含一种或多种氧化物(MO)，基本上是选自TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO和SiO2的金属氧化物。所述纱线优选包含PA、CC和MO，其中所述CC优选以0.1％～2.0％的量存在。本发明的优选纱线含有0.05％～0.5％的一种或多种无机添加剂。所述PA优选为PA66，而所述CC优选构成所述纱线的约0.3％～约0.8％，并且所述MO优选构成所述纱线的约0.15％～约0.35％。所述MO优选包含选自TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO和SiO2的至少三种无机添加剂。
本发明涉及一种由如上所述的聚酰胺纱线针织或编织成的织物。本发明的织物表现出保暖性，并且当在实验室测试中测量时，与使用除了添加上述量的CC和MO之外相同的方法制作的织物相比，其在卤素灯测试中通常表现出比参比织物高出至少5℃的升温。本发明的织物表现出除臭性，当在实验室测试中测量时，其显示出至少50％的除臭率，而参比织物(用除了添加所述CC之外相同的方法制成)则表现出约0％的除臭率。
本发明提供一种由上述织物制成的纺织制品，所述纺织制品对穿着者的皮肤表现出保暖、干燥和除臭的效果。所述制品可以包括内衣、外衣、连裤袜、内裤、紧身衣、织袜、长袜、短袜、贴身衣、宽松裤、衬衫、裤子、裙子、套装、毛衣、运动装和运动服。
本发明涉及一种制造含有咖啡碳的聚酰胺纱线的方法，所述方法包括：i)提供选自尼龙6和尼龙66的聚酰胺；ii)提供含有聚酰胺(PA)、浓度为约6％～约10％的咖啡碳(CC)和浓度为3％～5％的金属氧化物(MO)的浓缩物；iii)将所述尼龙与所述浓缩物混合，其中，所述浓缩物的量为所述尼龙的质量的约3％～约9％；和iv)由步骤iii中获得的混合物纺成纱线，从而获得含有碳咖啡的聚酰胺纱线。步骤ii中的所述浓缩物优选含有约8％的CC和约4％的MO，所述浓缩物优选在步骤iv中以约4％～约9％的量混入所述尼龙中。
本发明涉及一种制造聚酰胺织物或纺织制品的方法，所述方法包括：i)提供选自尼龙6和尼龙66的聚酰胺；ii)提供含有聚酰胺(PA)、浓度为约6％～约10％的咖啡碳(CC)和浓度为约3％～约5％的金属氧化物(MO)的浓缩物；iii)将所述尼龙与所述浓缩物混合，其中，所述浓缩物的量为所述尼龙的质量的约3％～约9％；iv)由步骤iii中获得的混合物纺成纱线，从而获得含有碳咖啡的聚酰胺纱线；和v)由步骤iv的含咖啡纱线针织或编织成织物；从而获得保暖、干燥并除臭的织物。所述制品可以包括例如内衣、连裤袜、短袜、运动服、衬衫、裤子和运动服。本发明的制品表现出除臭性，有助于保持穿着者皮肤的生理温度和保持正确的湿度，能够实现适当的干燥。
具体实施方式
现已发现，含有约0.5％咖啡碳粉和约0.2％无机氧化物的聚酰胺在被纺丝并针织成织物后能够提供令人惊讶的高效御寒保护，同时还能够实现良好的皮肤干燥效果和除臭效果。还发现上述合乎期望的效果并不损害纱线和织物的其他性质，例如机械性质。例如，制备了下述聚酰胺母料，所述聚酰胺母料含有8％的从咖啡壳制得的咖啡碳粉和3％的包含TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO或二氧化硅的氧化物；将熔融的尼龙66与以各种量添加的母料浓缩物一起均化；纺成纱线，并针织成织物；进行升温测试，从而发现本发明的织物显示出比参比织物高出约10℃的升温；参比织物以除了不含碳粉和氧化物之外相同的方式制备。
本发明涉及一种包含通过碳化咖啡豆外壳而制备的碳咖啡粉的聚酰胺。优选的是，所述聚酰胺(PA)为PA66或PA6，并且所述咖啡碳(CC)以0.1％～2.0％、优选0.2％～1.0％的量均匀地分散在熔融的PA中。所有百分比值均为重量百分比。所述具有咖啡碳的聚酰胺(PA/CC)优选包含金属氧化物(MO)，MO的量优选为约0.3％～0.8％。此处所用的术语MO包括典型金属的氧化物以及二氧化硅。所述具有咖啡碳的聚酰胺(PA/CC)可以包含约0.1％～0.5％的金属氧化物硅酸盐、硫酸盐、碳酸盐或其他矿物。所述CC可以以浓缩物形式添加至熔融的PA中，例如，作为分散在如PA6或PA66等聚酰胺中的CC。所述氧化物可以以同一浓缩物的形式与CC一起添加。在一个优选实施方式中，CC和氧化物被制备为母料，例如含有PA和6％～10％的量的CC以及该量的一半的氧化物的母料。典型的母料可以包含MO混合物，所述MO混合物含有3％～4％的TiO2、SiO2和ZrO2，或者3％～4％的TiO2、ZrO2、ZnO和Al2O3。包含咖啡碳和氧化物的聚酰胺(PA/CC/MO)被纺成纱线，并且根据最终纺织制品的所需性质来针织或编织该纱线。
本发明涉及一种特殊的纱线，涉及包含该纱线的织物，并涉及包含所述织物的服装制品，它们能够使穿着者皮肤的表面温度保持在生理最佳值，而该穿着制品的触感舒适并感觉温暖，并具有除臭效果。本发明的材料的温暖效果在如卤素灯加热测试等客观实验室测试中得到确认。例如，包含约0.6％CC和约0.2％MO的尼龙66纱线可以被纺丝并针织成服装，例如，包括连裤袜、短袜、运动服、衬衫、裤子、运动内衣在内的服装，其在加热测试中表现出的升温比不含活性添加剂的比较用服装所取得的升温高10℃。
本发明目的在于提供一种用于针织或编织成尼龙织物的特殊纱线，所述织物使使用所述织物制得的穿着制品的穿着者的皮肤感到舒适和温暖。因此，本发明涉及一种制造方法，所述方法包括以下步骤：i)提供尼龙，优选尼龙6或尼龙66，其含有CC和MO，所述MO可能包含Ti、Zr、Zn、Al、Si或其组合，ii)对所述尼龙进行熔纺，iii)针织或编织成织物以用于制作服装，由此获得保持皮肤表面温度和湿度同时还表现出除臭效果的服装。所述步骤i)可以包括将所述尼龙与CC+MO浓缩物混合，例如通过添加8％的含有8％CC和4％MO的母料混合物来进行。所述步骤iii)可以提供服装，例如连裤袜、紧身衣、毛衣、内衣、运动服、短袜、衬衫等。所述步骤i)优选包括将碳和无机添加剂并入聚合物中，其中，无机添加剂的粒径可以为0.1μm～5μm。本发明的穿着制品的总体效果源自织物的结构性质，包括影响纤维的导热性及其对皮肤感官效果的纤维物理和化学性质。
在一个实施方式中，由本发明的纱线制得的制品包括内衣(例如针织长袜(leg-wear)和贴身衣)、运动装、织袜、内衣、紧身衣、针织装、毛衣、休闲裤、套装、连裤袜、裤子、衬衫、短袜等。本发明提供由PA/CC/MO纱线针织或编织成的制品，所述制品提供舒适的皮肤触感、支持皮肤湿气的迅速输送(包括向外排汗)、同时高效地帮助保持最佳皮肤温度并通过吸收有味化合物来抑制体味向环境释放，由此有效地具有除臭效果；所述有味化合物可以在洗涤所述纺织制品的过程中得到释放。因此，本发明的纱线和保暖外衣有助于减缓热量从身体向环境的输送，且不阻碍皮肤干燥。所述织物和制品的使所覆表面保暖的能力和除臭能力通过在实验室客观测试中测量加热曲线和除臭率而得到了证明。
在以下实施例中将进一步描述和说明本发明。
实施例
实施例1
使用以下实验条件，在Hua Mao Nano-Tech Co.Ltd的实验室中通过卤素灯测试来表征织物的加热性。灯源-检测器距离为50cm，灯功率为500瓦。加热时间为600秒。灯源角度为35度。从初始环境温度起记录检测器温度，并相对于时间绘制升温曲线。将本发明的织物的升温与参比织物的升温进行比较，所述参比织物以相同方式但不添加母料组分而制得。
实施例2
使用以下条件，在台湾纺织研究院(Taiwan Textile Research Institute)表征织物的除臭性。测试中所使用的参比挥发性材料为氨。将10cm×10cm的除臭性纺织样品放置在初始气体氨浓度为100ppm的石英瓶中。24小时后测量残留氨浓度(RC)，以ppm计。样品的除臭率(DR)(以％计)的定义为
DR＝100–RC
参比样品显示出DR值为零。
实施例3
所采用的Nilit PA聚合物具有表1所示的性质。所采用的添加剂母料获自HuaMao Nano-Tech Co.Ltd.，其包含8.4％的CC和3.6％的无机氧化物(主要是TiO2)。
表1聚合物性质
Nilit B40
相对粘度 RV 40.5
胺端基 Meq/Kg 44.6
TiO2含量 ％ 0.03
湿度 Ppm 1150
将NILIT人造Bright聚酰胺66与8.2％的量的上述母料(浓缩物)混合(本发明)，或者在不与所述浓缩物混合的情况下使用(参比的比较用样品)。在POY试验机上进行纺丝，所述试验机主要由BARMAG所制造的挤出机3E10/24S构成，螺杆直径38mm，纺丝梁(spinning beam)具有4个组件以适应64mm直径的喷丝板和BARMAG CW900/6卷线机。POY纱线被纺成纤度为55/34，然后在SCRAGG DCS 1200试验机上挤出成44/34/1和44/34/2。纱线是捻向为S或Z的单股(44/34/1)，或者是在织构机上将2个末端S和Z结合在一起而得到的双股(44/34/2)，由此提供了88分特的总纤度和68的单纤维总数。纺丝参数显示在表2中。如表3和4所示，以分别针对44/34/1和44/34/2的两种修改在假捻织构机上织构纱线。描述了染色和非染色的具有碳咖啡的样品和不具有碳咖啡的样品。具有碳咖啡的样品获得了更高的温度效果。
如实施例1和2中所述，测试了不染色或染色的含咖啡碳纱线(PA/CC/MO)和参比纱线(PA)的针织布料样品的加热性和除臭性。四种布料样品在600秒后的最终温度值如下：
未染色的PA/CC/MO：65℃
未染色的PA：53℃
染色的PA/CC/MO：62℃
染色的PA：55℃
表2本发明的样品和比较用样品的纺丝参数以及POY性质
咖啡碳55/34 55/34常规B40
熔点 ℃ 284 284
挤出机出口压力 巴 100 100
喷丝板初始压力 巴 150 150
卷线速度 m/分钟 4500 4500
纤度 分特 57.4 57.6
伸长率 ％ 63.6 75.9
韧度 cN/分特 3.26 3.84
表3条件和单股织构纱线的性质
44/34/1咖啡碳纱线 44/34/1 B40
卷线速度 m/分钟 683 683
拉伸比 1.286 1.286
D/Y比 2.14 2.14
盘形态 1-7-1 1-7-1
加热器温度 ℃ 215 215
纤度 分特 45.4 45.4
韧度 cN/分特 3.75 3.85
伸长率 ％ 21.1 22.6
卷曲收缩 ％ 45.6 44.3
卷曲模量 ％ 19.6 18.3
卷曲稳定性 ％ 90.5 89.8
表4条件和双股织构纱线的性质
44/34/2咖啡碳纱线 44/34/2 B40
卷线速度 m/分钟 683 683
拉伸比 1.286 1.286
D/Y比 2.14 2.14
盘形态 1-7-1 1-7-1
加热器温度 ℃ 215 215
纤度 分特 91.4 92.2
韧度 cN/分特 3.98 3.88
伸长率 ％ 22.8 24.2
卷曲收缩 ％ 40.8 41.2
卷曲模量 ％ 17.3 17.9
卷曲稳定性 ％ 86.8 86.7
由此，当检测两种类型的布料时，本发明的织物表现出比参比织物分别高12℃和7℃的升温。至于除臭率，对染色后的样品进行了测量，发现本发明的织物为85％，而参比样品为0％。
实施例4
使用与实施例3中所采用的相同的PA聚合物和相同的添加剂母料，但将Bright聚酰胺66与4.5％的量的母料混合(本发明)，或者在无添加剂的情况下使用(比较用)。过程如下表中所表征。
表5本发明的样品和比较用样品的纺丝参数以及POY纱线性质
咖啡碳55/34 55/34常规B40
熔点 ℃ 284 284
挤出机出口压力 巴 100 100
喷丝板初始压力 巴 150 150
卷线速度 m/分钟 4500 4500
纤度 分特 57.5 57.6
伸长率 ％ 66.2 79.8
韧度 cN/分特 3.29 3.64
表6条件和单股织构纱线的性质
44/34/1咖啡碳纱线 44/34/1 B40
卷线速度 m/分钟 683 683
拉伸比 1.286 1.286
D/Y比 2.14 2.14
盘形态 1-7-1 1-7-1
加热器温度 ℃ 215 215
纤度 分特 45.8 45.6
韧度 cN/分特 3.92 3.93
伸长率 ％ 24.3 23.8
卷曲收缩 ％ 44.5 45.8
卷曲模量 ％ 18.3 19.3
卷曲稳定性 ％ 86.7 87.9
表7条件和双股织构纱线的性质
44/34/2咖啡碳纱线 44/34/2 B40
卷线速度 m/分钟 683 683
拉伸比 1.286 1.286
D/Y比 2.14 2.14
盘形态 1-7-1 1-7-1
加热器温度 ℃ 215 215
纤度 分特 91.2 90.9
韧度 cN/分特 3.94 3.94
伸长率 ％ 25.1 24.6
卷曲收缩 ％ 41.4 42.5
卷曲模量 ％ 46.6 17.0
卷曲稳定性 ％ 82.9 84.3
如实施例1和2中所述，测试了均染成黑色的含咖啡碳纱线(PA/CC/MO)和参比纱线(PA)的针织布料样品的加热性和除臭性。四种布料样品在600秒后的最终温度值如下：
染成黑色的PA/CC/MO：50℃
染成黑色的PA：43℃
由此，本发明的织物表现出比参比织物高7℃的升温。
实施例5
将实施例3中所述的织物针织成袖子，这些织物包含未染色的本发明的咖啡碳纱线、染色的本发明的咖啡碳纱线和参比纱线。将这些袖子洗涤50个循环，并复查其加热性。这些值实际上保持未变。
虽然已就一些具体实例描述了本发明，但许多修改和改变是可能的。因此，可以理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于所具体描述的方式实现。

Claims (19)

1.一种纱线，所述纱线用于制造具有保暖性和除臭性的织物，所述纱线包含：
i)聚酰胺(PA)；
ii)咖啡碳(CC)；和
iii)无机添加剂。
2.如权利要求1所述的纱线，其中，所述聚酰胺为尼龙66。
3.如权利要求1所述的纱线，其中，所述CC源于碳化的咖啡壳。
4.如权利要求1所述的纱线，其中，所述无机添加剂包含选自TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO和SiO2中的一种或多种氧化物(MO)。
5.如权利要求4所述的纱线，所述纱线包含PA、CC和MO。
6.如权利要求1所述的纱线，所述纱线含有0.1％～2.0％的量的CC。
7.如权利要求1所述的纱线，所述纱线含有0.05％～0.5％的量的一种或多种无机添加剂。
8.如权利要求5所述的纱线，其中，所述PA为PA66，所述CC构成所述纱线的0.3％～0.8％，并且所述MO构成所述纱线的0.05％～0.25％。
9.如权利要求5所述的纱线，其中，所述MO包含选自TiO2、Al2O3、ZrO2、ZnO和SiO2中的至少三种无机添加剂。
10.一种织物，所述织物由权利要求1～9中任一项所述的聚酰胺纱线针织或编织而成。
11.如权利要求10所述的织物，所述织物在卤素灯测试中表现出比参比织物高至少5℃的升温。
12.如权利要求11所述的织物，所述织物表现出至少50％的除臭率。
13.一种纺织制品，所述纺织制品包含权利要求12所述的织物，所述纺织制品选自内衣、外衣、连裤袜、内裤、紧身衣、织袜、长袜、短袜、贴身衣、休闲裤、衬衫、裤子、裙子、套装、毛衣、运动装和运动服。
14.如权利要求13所述的纺织制品，所述纺织制品对穿着者的皮肤表现出保暖、干燥和除臭的效果。
15.一种制造含有碳咖啡的聚酰胺纱线的方法，所述方法包括：
i)提供选自尼龙6和尼龙66的聚酰胺；
ii)提供含有聚酰胺(PA)、浓度为6％～10％的咖啡碳(CC)和浓度为3％～5％的金属氧化物(MO)的浓缩物；
iii)将所述尼龙与所述浓缩物混合，其中，所述浓缩物的量为所述尼龙的质量的3％～9％；和
iv)将步骤iii)中获得的混合物纺成纱线，从而获得含有碳咖啡的聚酰胺纱线。
16.如权利要求15所述的方法，其中，步骤ii)中的所述浓缩物含有约8％的CC和约4％的MO，并且其中，步骤iii)中的所述浓缩物以4％～8％的量混入所述尼龙中。
17.一种制造聚酰胺织物或纺织制品的方法，所述方法包括：
i)提供选自尼龙6和尼龙66的聚酰胺；
ii)提供含有聚酰胺(PA)、浓度为6％～10％的咖啡碳(CC)和浓度为3％～5％的金属氧化物(MO)的浓缩物；
iii)将所述尼龙与所述浓缩物混合，其中，所述浓缩物的量为所述尼龙的质量的3％～9％；
iv)将步骤iii)中获得的混合物纺成纱线，从而获得含有碳咖啡的聚酰胺纱线；和
v)将步骤iv)的含有咖啡的纱线针织或编织成织物；从而获得具有保暖性、干燥性和除臭性的织物。
18.一种纺织制品，所述纺织制品用权利要求17所述的方法获得，所述纺织制品选自内衣、外衣、连裤袜、内裤、紧身衣、织袜、长袜、短袜、贴身衣、休闲裤、衬衫、裤子、裙子、套装、毛衣、运动装和运动服。
19.如权利要求18所述的纺织制品，所述纺织制品表现出除臭性，并有助于保持穿着者皮肤的生理温度和有助于使所述皮肤干燥。
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